什麼是鏈下擴展解決方案？

鏈下擴展是指支持交易執行，但不讓區塊鏈擴容的方式。入鏈協議支持用戶收發資金，但交易不會立即在主鏈出現。在這方面，我們將深入探討兩項最顯著的進展：側鏈和支付通道。

側鏈介紹

什麼是側鏈？

側鏈是獨立的區塊鏈，但不是獨立平台，在某種程度上與主鏈掛鈎。主鏈和側鏈可以互操作，即資產可以在主鏈與側鏈自由流動。

保證資金順暢轉移的方法很多。在部分情況下，可以將資金存入特殊地址，將主鏈中的資產轉入側鏈。此時資金並沒有真正轉出，而是在地址中鎖定，側鏈會收到相應金額。更直接的方法（可能偏向中心化）是將資金發送給託管方，由其使用保證金交換側鏈的資金。

側鏈的工作原理

假設我們的朋友Alice擁有五枚比特幣。她希望以此交換比特幣側鏈中的五枚等價貨幣（我們稱為「側鏈幣」）。我們討論的側鏈雙向掛鈎，用戶可以將其資產從主鏈轉入側鏈，反之亦然。

別忘了，側鏈是獨立的區塊鏈，擁有不同的區塊、節點和驗證機制。為了得到側鏈幣，Alice會將自己的五枚比特幣發送至另一個地址。該地址可能歸某人所有。收到比特幣後，地址所有者在Alice的側鏈地址中記入這5枚側鏈幣。此外，該地址可能採用某種去信任化程度最高的設置，軟件檢測到付款後會自動記入側鏈幣。

Alice已將所持比特幣轉換為側鏈幣。她也可以逆向操作，將側鏈幣轉換為比特幣。在側鏈擁有資產後，她現在可以在這條獨立區塊鏈自由交易。如同主鏈一樣，她可以發送或接收他人的側鏈幣。

例如，她可以向Bob支付一枚側鏈幣，購買幣安的連帽衫。當她想換回比特幣時，可以將剩餘的四枚側鏈幣發送至一個特殊地址。交易確認後，四枚比特幣將會解鎖並轉入她在主鏈控制的地址。

支付通道介紹

什麼是支付通道？

支付通道在可擴展性方面的作用與側鏈相同，但二者本質不同。與側鏈相似，支付通道將交易與主鏈分離，防止區塊鏈無限擴容。然而，與側鏈的不同之處在於，它們不需要依託獨立的區塊鏈。

支付通道通過智能合約支持用戶交易，無需將交易發布到區塊鏈。在兩位參與者之間使用軟件強制協議即可運行。

支付通道的工作原理

在熱門的閃電網絡模式中，雙方首先將代幣存入共同擁有的地址。這是一個多簽名地址，需要兩個簽名才能使用資金。因此，如果Alice和Bob創建了這樣的地址，資金只有經過雙方同意才能轉移。

假設二人均向同一地址存入10枚比特幣，該地址的餘額為20枚比特幣。他們能夠輕鬆確定初始餘額，即Alice和Bob各自擁有10枚比特幣。如果Alice需要轉給Bob一枚代幣，可以將賬本更新為：Alice擁有9枚比特幣，Bob擁有11枚比特幣。他們不需要將交易發布至區塊鏈，即可更新餘額。

最終完成所有交易後，假設Alice擁有5枚比特幣，而Bob擁有15枚。他們可以創建交易，將這些餘額發送到各自的地址，對其簽名並在鏈上廣播。

Alice和Bob本可以在賬本中記錄幾十、幾百甚至上千筆交易。但在區塊鏈層面，他們只執行了兩項鏈上操作：一項是初始資金交易，另一項在完成交易後重新分配餘額。除了上述兩點，其他所有交易均在鏈下進行，沒有手續費並且幾乎即時成交。雙方無需支付礦工費用，也不必等待區塊確認。

當然，上文討論的示例建立在交易雙方相互了解，密切合作的基礎之上，不太適合陌生人。然而，也可以使用特殊機制懲罰欺詐行為，讓並不熟悉的各方安全交易。

支付路徑

對於頻繁交易的雙方來說，支付通道顯然更加方便快捷。這種方式也在日臻完善。這些通道的網絡可以不斷充實與優化，讓Alice可以向沒有直接聯繫的收款方付款。如果Bob與Carol開通了支付通道，只要容量充足，Alice便可通過該通道向Carol付款。她可以首先通過Bob的支付通道付款，由Bob將資金轉入Carol的通道。如果Carol與另一位參與者Dan相連，也可以進行相同的操作。

這樣的網絡結構最終演變成分布式拓撲，所有人均可連接多個對等節點。付款通道很多，用戶可以自主選擇最有效的通道。

總結

在上文中，我們討論了兩種可擴展性方案。二者均支持在不增加基礎區塊鏈負擔的前提下完成交易。側鏈和支付通道尚不夠成熟，但越來越多希望規避基礎層交易缺陷的用戶正在接納這兩項技術。

假以時日，用戶不斷加入網絡，維持去中心化至關重要。為了實現目標，可以限制區塊鏈容量的增長，以便隨時加入新節點。鏈下可擴展性解決方案的支持者認為，隨著技術發展，主鏈在未來只會服務高額交易，或者僅用於接入/斷開側鏈以及開放/關閉支付通道。